Was ist saisonale Wärmespeicherung?

Im Juli laufen die PV-Module auf Hochtouren, und es gibt wenig, wofür man die Energie sofort brauchen könnte. Im Januar ist es umgekehrt: wenig Sonne, viel Wärmebedarf, und das Stromnetz ächzt, weil halb Deutschland gleichzeitig die Heizung aufdreht.

Das ist kein Nebenschauplatz. Das ist das ganze Problem.

Saisonale Wärmespeicherung bedeutet, Energie nicht für ein paar Stunden oder Tage zu bewahren, sondern für Wochen bis Monate. Einen Überschuss aus Sommer und Herbst nutzt man später im Jahr, wenn die Nachfrage das Angebot übersteigt.

Warum gerade Wärme?

Die meisten Diskussionen über Speicherung drehen sich um Strom. Verständlich — Strom sieht man auf dem Zähler. Aber in einem durchschnittlichen Wohngebäude geht der größte Teil der Energie in Wärme: Raumheizung und Warmwasser. Diese Nachfrage verteilt sich nicht gleichmäßig übers Jahr. Sie konzentriert sich im Winter.

Wenn am Ende Wärme gebraucht wird, muss die Energie nicht zwingend zuerst durch die elektrische Kette. Ein Heimspeicher eignet sich hervorragend für Tagesverschiebung: Solarstrom um 14 Uhr nutzen um 20 Uhr. Aber eine Batterie, die Sommerenergie bis Januar hält, wird groß. Zu groß, zu teuer, zu materialintensiv für die meisten Gebäude.

Thermische Speicherung stellt eine andere Frage. Nicht wie behalten wir den ganzen Strom, sondern welche Energie brauchen wir später wirklich, und in welcher Form. Für Heizung und Warmwasser ist die Antwort meistens Wärme.

Wie funktioniert ein saisonaler Wärmespeicher?

Der Speicher wird mit Energie geladen — aus Photovoltaik oder aus dem Netz, wenn das Angebot reichlich ist. Diese Energie wird zu Wärme und geht in ein Speichermedium. Später gibt der Speicher die Wärme kontrolliert an die Heizung oder die Warmwasserbereitung ab.

Das Prinzip ist nicht neu. Ein gewöhnlicher Boiler ist im Grunde auch ein Wärmespeicher; nur ausgelegt auf Stunden, nicht auf Monate. Wer saisonale Speicherung mit Wasser bauen will, landet schnell bei einem Tank in der Größe eines Lastwagens. Deshalb verwendet Caldum ein Speichermedium mit deutlich höherer Energiedichte als Wasser. Gleiche Wärmemenge, deutlich kleineres Volumen.

Warum gerade jetzt?

Das Energiesystem wird unruhiger. Es kommt viel Sonne und Wind dazu, aber die liefern nicht dann, wenn es uns passt. Sonne vor allem mittags und im Sommer, Wind unberechenbar, Wärmebedarf gerade abends und im Winter. Ohne Speicherung löst man das mit Netzausbau, Gaskraftwerken, Importen oder großen Fernwärmenetzen. Manchmal nötig, oft umständlich.

Lokale Speicherung verschiebt Energie in der Zeit, am Ort der Erzeugung. Ein Haus, ein Block, ein kleines Wärmenetz kann dann einen großen Teil der eigenen Wärmeversorgung selbst organisieren. Weniger Spitzen, weniger Netzabhängigkeit, Wärme verfügbar, wenn sie gebraucht wird.

Ist das dasselbe wie netzunabhängig?

Nicht zwangsläufig. Ein Caldum-System kann in autarken Energiesystemen oder Inselbetriebsanwendungen vollständig autonom laufen. In den meisten Fällen ist nahezu netzunabhängig praktischer: Das Gebäude bleibt angeschlossen, belastet das Netz aber deutlich weniger.

In einer Neuinstallation ersetzt Caldum in der Regel die Wärmepumpe. Hybridbetrieb ist möglich — neben einer Wärmepumpe, einem bestehenden Gaskessel oder einer anderen Wärmequelle — beispielsweise als Reserve oder in einer Sanierung, in der die bestehende Anlage noch Jahre läuft. Es geht nicht um ideologische Entkopplung, sondern darum, Wärme im richtigen Moment verfügbar zu haben.

Für wen ist das interessant?

Saisonale Speicherung wird interessant, sobald Wärme einen großen Teil des Energiebedarfs ausmacht und Angebot und Nachfrage zeitlich auseinanderliegen. In der Praxis sind das Wohnungen, die ohne Gas auskommen müssen, Neubauten mit viel PV, Wohnblöcke, in denen einzelne Wärmepumpen schwierig sind, kleine Quartierssysteme, Gewerbegebäude mit vorhersehbarem Wärmebedarf und Standorte, an denen Netzüberlastung die Elektrifizierung ausbremst.

Die richtige Auslegung hängt immer von der Situation ab. Ein Passivhaus verhält sich anders als ein Reihenhaus aus den siebziger Jahren. Eine Reihe Einfamilienhäuser ist anders zu behandeln als eine Schule oder eine Werkstatt. Die Auslegung beginnt deshalb nicht beim Speicher, sondern bei der Frage: wie viel Wärme wird wann gebraucht, und wie viel lässt sich vor Ort erzeugen?

Wo steht Caldum heute?

Das Speichermedium und die Lademethodik sind im Labor validiert. Der nächste Schritt ist das Feld. Wir suchen Pilotpartner für die ersten Installationen — nicht als unverbindliche Demonstration, sondern um die Technik unter realen Bedingungen zu betreiben, zu messen und nachzujustieren. Auf dem Papier ist viel möglich. In der Praxis zeigt sich, wie ein System bei wechselnder Nutzung reagiert, wie es in bestehende Anlagen passt und was die Bewohner davon halten.

Kein Wundermittel. Es ersetzt nicht automatisch jede Wärmepumpe, jedes Fernwärmenetz, jeden Boiler. Es gibt Situationen, in denen etwas anderes besser passt. Aber zwischen Sommerüberschuss und Winterbedarf liegt eine Lücke, die man mit Kabeln, Batterien und guten Absichten allein nicht schließt. Manchmal muss man die Wärme einfach aufheben, bis man sie braucht.